(57)【要約】      （修正有）【課題】補助パイロットチャネルを用いたシステムにおけるピーク・平均率を減少させるための新規で改善された方法を提供する。【解決手段】補助パイロットチャネルを用いたシステムは第３世代無線通信システムにおける考察のためのITUに対するTIA/EIA:TR45.5ITUに対するcdma2000:ITU-R:RTT:Candidate:Submissionに記載されている。第１の方法は、補助パイロットチャネルの位相を変化させることである。これにより補助パイロットチャネルが累積して加えられることを防ぐことができる。第２の方法は、累積して加えられることとなる補助パイロットチャネルを改良したものの一部をゲートアウトすることである。また、改良された補助パイロットチャネルを用いて信号を復調する。【選択図】図５
2010050985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のパイロットシンボルにより構成される複数のパイロット信号を生成する複数のパイロット生成手段と、
少なくとも１つの前記パイロット信号を変化させるシンボル累積減少手段と、
を具備する基地局。
【請求項２】
前記パイロット生成手段は一般パイロット及び複数の補助パイロット信号を生成する請求項１記載の基地局。
【請求項３】
前記シンボル累積減少手段は少なくとも１つの前記パイロット信号の位相を変化させる位相回転手段を有する請求項１記載の基地局。
【請求項４】
前記位相回転手段は少なくとも１つの前記パイロット信号の位相を−１倍することにより変化させる請求項３記載の基地局。
【請求項５】
前記パイロット信号それぞれに対する少なくとも１つのトラフィック信号を変調し、前記位相回転の度数を示す信号を送信する複数のトラフィック変調手段をさらに具備する請求項３記載の基地局。
【請求項６】
前記パイロット信号それぞれに対する少なくとも１つのトラフィック信号を変調する複数のトラフィック変調手段をさらに具備し、少なくとも１つの前記トラフィック変調手段は対応するパイロット信号の位相変化に従って前記トラフィック信号の位相を変化させる請求項３記載の基地局。
【請求項７】
前記シンボル累積減少手段は、前記複数のパイロット信号内の少なくとも１つのパイロットシンボルのエネルギーを減少させる減衰手段を具備する請求項１記載の基地局。
【請求項８】
前記シンボル減衰手段は、前記複数のパイロット信号内の少なくとも１つのシンボルをゲートオフする請求項７記載の基地局。
【請求項９】
前記パイロット信号は、連結されたウォルシュシーケンス及びウォルシュシーケンスの補関数として生成される請求項１記載の基地局。
【請求項１０】
前記パイロット信号それぞれの位相回転は擬似直交関数に従って決定される請求項３記載の基地局。
【請求項１１】
前記擬似直交関数はバイナリの直交関数である請求項１０記載の基地局。
【請求項１２】
前記擬似直交関数は短縮されたウォルシュシーケンスに対して最適に選択された擬似直交関数である請求項１０記載の基地局。
【請求項１３】
パイロット信号を受信する手段と、
前記パイロット信号の位相を変化させる手段と、
トラフィック信号を受信する手段と、
前記位相変化されたパイロット信号に従って前記トラフィック信号を変調する手段と、
を具備する移動局。
【請求項１４】
前記位相変化の度数を示す信号を受信する手段をさらに具備する請求項１２記載の移動局。
【請求項１５】
パイロット信号を受信する手段と、
前記パイロット信号に減少されたシンボルエネルギーを挿入し、前記パイロット信号の改善された推定値を供給する手段と、
トラフィック信号を受信する手段と、
前記パイロット信号の前記改善された推定値に従って前記トラフィック信号を変調する手段と、
を具備する移動局。
【請求項１６】
複数のパイロット信号が同時に送信される基地局において、
複数のパイロットシンボルにより構成される複数のパイロット信号を生成する工程と、
少なくとも１つの前記パイロット信号を変化させ、前記複数のパイロット信号においてシンボルの累積を減少させる工程と、
を具備するパイロット信号を送信する方法。
【請求項１７】
前記複数のパイロット信号を生成する工程は、一般パイロットを生成すること及び複数の補助パイロット信号を生成することを具備する請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
少なくとも１つの前記パイロット信号を変化させてシンボルの累積を減少させる工程は、少なくとも１つの前記パイロット信号の位相を変化させることを具備する請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
少なくとも１つの前記パイロット信号の位相を変化させる工程は、少なくとも１つの前記パイロット信号を−１倍することにより変化させることを具備する請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記パイロット信号それぞれに対し少なくとも１つのトラフィック信号を変調する工程と、
前記位相回転の角度を示す信号を送信する工程と、
をさらに具備する請求項１８記載の方法。
【請求項２１】
前記パイロット信号それぞれに対し少なくとも１つのトラフィック信号を変調する工程と、
対応するパイロット信号の位相変化に従って少なくとも１つの前記トラフィック信号の位相を変化させる工程と、
をさらに具備する請求項１８記載の方法。
【請求項２２】
少なくとも１つのパイロット信号を変化させて前記複数のパイロット信号においてシンボルの累積を減少させる工程は、前記複数のパイロット信号において少なくとも１つのパイロットシンボルのエネルギーを減少させることを具備する請求項１６記載の方法。
【請求項２３】
前記複数のパイロット信号において少なくとも１つのパイロットシンボルのエネルギーを減少させる工程は、前記複数のパイロット信号において少なくとも１つのシンボルをゲートオフする工程を具備する請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記パイロット信号は、連結されたウォルシュ関数及びウォルシュ関数の補関数として生成される請求項１６記載の方法。
【請求項２５】
少なくとも１つの前記パイロット信号の位相を変化させる工程は、擬似直行関数に従って行われる請求項１８記載の方法。
【請求項２６】
前記擬似直交関数はバイナリの直交関数である請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
前記擬似直交関数は、短縮されたウォルシュシーケンスのために最適とされるように選択された擬似直交関数である請求項２５記載の方法。
【請求項２８】
基地局において、
パイロット信号を受信する工程と、
前記パイロット信号の位相を変化させる工程と、
トラフィック信号を受信する工程と、
前記位相変化されたパイロット信号に従って前記トラフィック信号を復調する工程と、
を具備する、シンボルの累積を減少させるために選択されたパイロット信号の位相を変化させる、基地局からの信号を受信する方法。
【請求項２９】
前記位相変化の度数を示す信号を受信する工程をさらに具備する請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
基地局において、
パイロット信号を受信する工程と、
前記パイロット信号内の減少されたシンボルのエネルギーの推定値を前記パイロット信号に挿入し、前記パイロット信号の改善された推定値を供給する工程と、
トラフィック信号を受信する工程と、
前記パイロット信号の前記改善された推定値に従って前記トラフィック信号を復調する工程と、
を具備する、シンボルの累積を減少させるために前記パイロット信号において選択されたシンボルのエネルギーを減少させる、基地局からの信号を受信する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信に関する。さらに詳しくは、本発明は、符号分割多元アクセス通信システムにおけるピーク・平均率を減少させるための新規、且つ改善された方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
符号分割多元アクセス（ＣＤＭＡ）変調法を使用することは、多数のシステム使用者が存在する通信を促進するための種々の方法の１つである。時間分割多元アクセス（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元アクセス（ＦＤＭＡ）、及び振幅圧伸単サイドバンド（ＡＣＳＳＢ）などのＡＭ変調法が知られているが、ＣＤＭＡはこれら他の方法以上の大きな利点を有している。多元アクセス通信システムにおけるＣＤＭＡの使用は、US.Patent No.4,901,307で、SPREAD SPECTRUM MUTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERSと題してして開示され、本発明の譲受人に譲渡されており、以下、参照することにより本発明に包含される。多元アクセス通信システムにおけるＣＤＭＡの使用は、US.Patent No.5,103,459で、SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEMと題してさらに開示され、本発明の譲受人に譲渡されており、以下、参照することにより本発明に包含される。ＣＤＭＡシステムは、２モード広域拡散スペクトルセルラシステム用のＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５移動局基地局互換性規格（TIA/EIA/IS-95 Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System）に適合するように、設計が可能で、以下、ＩＳ−９５規格として引用する。
【０００３】
ＣＤＭＡシステムは拡散スペクトル通信システムである。拡散スペクトル通信の利点は、従来から知られており、上記引例を参照することにより理解される。ＣＤＭＡは、広帯域信号であるという固有の性質により、広帯域幅において信号エネルギーを拡散することによって周波数ダイバーシチの形態をもたらす。したがって、周波数選択性フェージングにより、ＣＤＭＡ信号帯域幅のごく一部のみが影響を受ける。空間またはパスダイバーシチは、２つ以上の基地局を通して携帯電話使用者または遠隔局への同時リンクを介して複数の伝播経路を設けることによりもたらされる。さらに、パスダイバーシチは、伝播遅延が異なって到達した信号をそれぞれ受信または処理するようにした拡散スペクトル処理を介して、多重伝播経路の環境を利用することによりもたらされる。パスダイバーシチは、US.Patent No.5,101,501にてMETHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING A SOFT HANDOFF IN COMMUNICATIONS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM及びUS.Patent No.5,109,390にてDIVERSITY RECEIVER IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEMと題して開示され、ともに本発明の譲受人に譲渡されており、以下、参照することにより本発明に包含される。
【０００４】
ＣＤＭＡシステムにおいて、順方向リンクは、基地局から遠隔局への送信を意味する。ＩＳ−９５規格に適合したＣＤＭＡ通信システムの例において、順方向リンクデータ及び音声送信は直交符号チャネルにて行われる。ＩＳ−９５規格に従って、各直交符号チャネルは唯一のウォルシュ関数によりカバーされている。このウォルシュ関数は、期間中において６４チップである。この直交性により、符号チャネル間の干渉は最小限とされ、性能が向上する。
【０００５】
サポート可能な使用者の数により計測されるように、幾つかの設計上の特徴を通じてＣＤＭＡシステムはより高いシステム容量を提供する。第１に、隣接するセルの搬送周波数を再利用できる。第２に、複数のエリア又は複数の遠隔局に対して送信する搬送用の指向性アンテナをより多く使用することにより、容量を増加できる。ＣＤＭＡシステムにおいて、カバー領域（又はセル）は、指向性アンテナを使用する数個（例えば３個）のセクタに分割される。ＣＤＭＡ通信システムにおいてセクタを提供する方法及び装置は、US.Patent No.5,621,752にてADAPTIVE SECTORIZATION IN A APREAD SPECTRUM COMMUNICATION SYSTEMと題して記載され、本発明の譲受人に譲渡されており、以下、参照することにより本発明に包含される。各セクタまたはセルは、さらに指向性スポットビームに分割できる。または、スポットビームは、１つのセクタまたはセル内の選択された１つまたは一連の遠隔局に割り振ることができる。ピコセルは、１つのセクタまたはセル内の局所的なカバーエリアである。ピコセルを１つのセルまたはセクタ内に埋め込むことにより、容量を増加したり、付加サービスを提供したりできる。
【０００６】
ＣＤＭＡシステムの例において、異なるセクタにおける順方向リンク送信は、一般に、異なった短ＰＮ拡散シーケンス（または、共通な短ＰＮ拡散シーケンスの異なるオフセット）のセットを用いる。したがって、ある遠隔局が、重複するセクタのカバー領域内にあり、１つのセクタからの信号を復調する場合、他のセクタからの信号は拡散され、広帯域干渉として現れる。しかし、この、他のセクタまたはセルからの信号は、互いに直交ではない。隣接するセクタまたはセルからの非直交干渉により、通信システムの性能が低下する可能性がある。
【０００７】
ＩＳ−９５ＣＤＭＡ通信システムにおいて、パイロットチャネルは順方向リンク上で送信され、これにより遠隔局は受信信号をコヒーレントに復調できる。コヒーレントに復調することにより、性能が向上する。各ビームに対しパイロットチャネルが利用される。ＩＳ−９５規格に沿って、パイロットチャネルは、ウォルシュ関数０によりカバーされる。
【０００８】
ＣＤＭＡシステムの容量を増加しようとする際、多くの問題が生じる。第１に、符号チャネルをカバーするのに利用可能なウォルシュ関数は、ＩＳ−９５規格により規定され、６４に限定される。第２に、遠隔局が、ＣＤＭＡシステムにおいて最小の信号処理プロセスにより、異なるビーム、セクタ又はピコセルを判別できるような方法が望まれる。第３に、ＩＳ−９５規格に適応した状態であることが望まれる。本発明はこれらの問題を解決する。
【発明の概要】
【０００９】
本発明は補助パイロットチャネルを用いたシステムにおけるピーク・平均率を減少させるための新規で改善された方法及び装置である。補助パイロットチャネルを用いたシステムは、第３世代無線通信システムにおける考察のためのITUに対するTIA/EIA TR45.5ITUに対するcdma2000 ITU-R RTT Candidate Submissionに記載されている。本願発明者は、提案された補助パイロットチャネルを使用することは高いピーク・平均率につながるということを発見した。この高ピーク・平均率は、システム容量に好ましくない影響を与える。
【００１０】
問題となるのは、補助パイロットチャネルを使用するということは、パイロット波形を復調するためのデータが全く無いということである。各補助パイロット上で送信されるデータは同一であるため、パイロット波形が累積して加えられ、その結果、波形の一部においてエネルギーピークが高くなる。
【００１１】
本発明により提案され、上記問題を解決するための第１の方法は、補助パイロットチャネルの位相を変化し、補助チャネルが累積して加えられることを防止することである。本発明により提案され、上記問題を解説するための第２の方法は、累積して加えられる補助パイロットチャネルの一部をゲートアウト（gate out）することである。また、本発明はこの改善された補助パイロット信号を用いて受信信号を復調する新規な復調器の設計を提案する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の基地局送信器のブロック図。
【図２】本発明の一般パイロットチャネル変調器のブロック図。
【図３】本発明のトラフィックチャネル変調器のブロック図。
【図４】本発明の補助パイロット生成器の第１の実施形態例のブロック図。
【図５】本発明の補助パイロット生成器の第２の実施形態例のブロック図。
【図６】図４について説明した補助パイロットチャネル生成器を改善したものを用いて信号を受信及びコヒーレントに復調する受信器のブロック図。
【図７】図５について説明した補助パイロットチャネル生成器を改善したものを用いて信号を受信及びコヒーレントに復調する受信器のブロック図。
【図８】擬似直交符号を用いて位相回転を決定する、本発明の補助パイロット生成器の第３の実施形態のブロック図。
【図９】本発明の方法に用いられるのに適した置換行列アルゴリズムを示すブロック図。
【図１０】本発明の擬似直交マスク生成アルゴリズムを示すブロック図を示す図。
【図１１】擬似直交シーケンスと、等しいまたは短い長さのウォルシュ関数との相互相関特性を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
１．導入
本発明では、ＣＤＭＡ信号をコヒーレントに復調するための２つの形式のパイロットチャネルが提供される。第１のパイロットチャネルは、一般パイロットチャネルであり、セクタ内で任意の移動局によってトラフィックチャネルを復調するのを補助するよう使用される。実施形態例では、一般パイロットチャネルは、全てが０のシーケンスのウォルシュ（０）カバリングを使用する。一般パイロットウォルシュ関数の長さは、トラフィックチャネルをカバーするウォルシュ関数の長さと等しい。
【００１４】
第２のタイプのパイロットチャネルは、補助パイロットシーケンスであり、図１に示す基地局セクタにより送信される。この補助パイロットシーケンスは、所定の連結したウォルシュ関数及びウォルシュ関数の補関数により構成されるパイロットシーケンスである。補助パイロットは、アンテナビームの形成を適用するのとともに適用され、補助パイロットを適用してスポットビームを生成する。スポットビームは特定の地理上の地点または非常に混雑した地域（一般に、ホットスポットと称される）までのカバー領域を広げるために使用することができる。同一のスポットビーム内において、複数の移動局が補助パイロットを共有することができる。
【００１５】
符号多元化された補助パイロットが生成され、各補助パイロットに異なるウォルシュ符号が割り当てられる。この方法により、トラフィックチャネルに利用できる直交符号数が減少する。この限定を緩和するために用いられる手法は、補助パイロットに使用されるウォルシュ符号セットのサイズを広げることである。パイロット信号はデータにより変調されないため、パイロットウォルシュ関数の長さを拡大でき、利用可能なウォルシュ符号数を増加できる。
【００１６】
各ウォルシュ符号Ｗｉｍ（ｉはウォルシュ関数の見出しであり、ｍは長さであって、ｍはまたウォルシュ関数の次数と同一である）を用い、Ｎ個の補助ウォルシュ符号を生成できる。この場合、Ｎは２のべき（Ｎ＝２ｎであり、ｎは正の整数である）でなければならない。ＷｉｍをＮ回連結することにより、より長いウォルシュ関数が構成される。連結された各Ｗｉｍは異なる極性を有していてもよい。極性のシーケンスは、次数Ｎ＊ｍのＮ個の付加直交ウォルシュ関数を生成するように選択されなければならない。
【００１７】
実施形態例において、Ｎは４と等しく、Ｗｉｍから始まる次数４＊Ｍの４つの補助ウォルシュ符号と等しい。
【数１】
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【００１８】
Ｎ＊ｍ個生成された各ウォルシュ関数は、他の全てのＷｊｍ（ｊ≠ｉ）ウォルシュ関数と直交し、このため他のトラフィックチャネルとも直交する。Ｗ０ｍを除く全てのウォルシュ関数が使用可能である。このＷ０ｍは、拡大されたウォルシュ長さＮ＊ｍより短かい期間中に積分されると、一般パイロットと干渉する。補助パイロットを生成するために用いられるウォルシュＷｉｍは他のトラフィックチャネルにより使用することはできない。拡大されたウォルシュ期間Ｎ＊ｍの静止チャネルを設ける必要があるため、Ｎによりウォルシュ関数を拡張する際、その限界が制限される。この方法で補助パイロットを生成し、補助パイロットチャネルを用いてトラフィックチャネルを復調する方法は、US.Patent Application Serial No. 08/925,521において、Method and Apparatus for Providing Orthogonal Spot Beams, Sectors and Picocellsと題して詳説されている。この同時係属出願は、１９９７年９月８日になされ、ともに本発明の譲受人に譲渡されており、以下、参照することにより本発明に包含される。
【００１９】
補助パイロットチャネルを使用する際の問題点は、パイロット波形を復調するためのデータが全く無いことである。各補助パイロット上で送信されるデータは同一であるため、パイロット波形が累積して加えられ、その結果、波形の一部においてエネルギーのピークが高くなる。第１に、式（１）に示す４つ全ての補助波形が同一の出力で送信される場合、残りの波形は連続した３＊ｍ個の０の形態（長さが、３つのウォルシュ関数）をとり、４＊Ｗｉｍのピークが続く。さらに、全てのウォルシュ関数は１のチップ値から始まる。したがって、他のウォルシュ関数Ｗｊｍに基いて、さらに補助パイロットが加えられた場合、Ｎ番目のウォルシュ関数の第１のチップは補助パイロットの３＊ｍ＋１ビット位置に累積して加えられる。
【００２０】
図１は本発明の基地局のセクタを示している。図１に示すセクタにはパイロットチャネルが付随したＣＤＭＡ信号を送信するために必要なものが設けられている。この付随パイロットチャネルを使用し、信号がコヒーレントに復調される。図１の基地局セクタにおいて、このような方法で生成された一般パイロットチャネル及び補助パイロットが送信される。
【００２１】
一般パイロット及びトラフィックチャネル変調器１０９は一般パイロットチャネル及び複数のトラフィックチャネルを生成する。この複数のトラフィックチャネルは一般パイロットチャネルの補助によりコヒーレントに復調される。補助パイロット及びトラフィックチャネル変調器１１０は補助パイロットチャネルを生成する。この補助パイロットチャネルは、トラフィックチャネルのセットをコヒーレントに復調するために用いられる。本実施形態例において、各パイロット及び付随トラフィック信号は、それぞれ増幅及びアップコンバート処理され、ビーム制御及び他の動作を行う際に最大のフレキシビリティをもたらす。他の実施形態、加算器１０４及び１１６によりそれぞれ実行される加算動作が、１つの加算器により実行可能であることは、当業者によれば理解される。
【００２２】
一般パイロット及びトラフィックチャネル変調器１０９において、パイロットシンボルはパイロット変調器１００に供給される。本実施形態例において、パイロット変調器１００はウォルシュ関数Ｗ０ｍに従ってパイロットシンボルを変調する。本実施形態例において、パイロットシンボルは、全てが０のシーケンスである。トラフィックデータは各トラフィック変調器１０２に供給される。各トラフィック変調器１０２は固有に割り当てられたウォルシュ関数（ＷＴ）に従って、トラフィックデータを変調する。各トラフィック変調器１０２により変調されたデータと一般パイロット変調器１００から出力されたパイロット信号は、加算器１０４にて加算され、２つのデータストリームとして複素ＰＮ拡散器１０６に供給される。複素ＰＮ拡散器１０６は、以下の式に沿ってデータに対し複素ＰＮ拡散を施す。
【数２】
2010050985.tif 000004
【００２３】
Ｉ’は複素ＰＮ拡散器１０６に入力される第１のデータストリームであり、Ｑ’は複素ＰＮ拡散器１０６に入力される第２のデータストリームである。複素ＰＮ拡散は、搬送エネルギーを送信されたＱＰＳＫ信号の同相及び位相外れ成分に均等に分配するために用いられる。複素ＰＮ拡散は、従来から知られており、１９９７年５月１４日に出願されたUS.Patent Application 08/856,428にて、REDUCED PEAK-TO-AVERAGE TRANSMIT POWER HIGH DATA RATE IN A CDMAWIRELESS COMMUNICATION SYSTEMと題して詳説されている。また、この同時係属出願は本発明の譲受人に譲渡されており、以下、参照することにより本発明に包含される。本発明はＢＰＳＫ及びＱＡＭ等の他の変調方式にも同様に利用可能である。複素ＰＮ拡散データストリームは送信器１０８に供給され、この送信器１０８は、ＰＮ拡散データストリームをアップコンバート、濾波、増幅し、この出力信号を加算器１２２に供給する。
【００２４】
補助パイロット及びトラフィックチャネル変調器１１０ａにおいて、パイロットシンボルは補助パイロット変調器１１２に供給される。補助パイロット変調器１１０ａは上記式（１）に記載されるように生成された補助パイロットシーケンスに従ってパイロットシンボルを変調する。本実施形態例において、パイロットシンボルは、全てが０のシーケンスである。トラフィックデータは各トラフィック変調器１１４に供給される。各トラフィック変調器１１４は、割り当てられたウォルシュ関数に従ってトラフィックデータを変調する。各トラフィック変調器１１４により変調されたデータと補助パイロット変調器１１２からのパイロット信号は、加算器１１６にて加算され、２つのデータストリームとして複素ＰＮ拡散器１１８に供給される。複素ＰＮ拡散器１１８は上記式（２），（３）に記載されるようにデータを拡散する。複素ＰＮ拡散器１１８からの複素ＰＮ拡散シンボルストリームは、送信器１２０に供給される。送信器１０８はこの信号をアップコンバート、濾波、増幅して、生成された信号を加算器１２２に供給する。補助パイロット及びトラフィックチャネル変調器１１０ｂ〜１１０ｋは、上記したように補助パイロット及びトラフィックチャネル変調器１１０ａを参照して記載したように動作する。
【００２５】
補助パイロット及びトラフィックチャネル変調器１１０ａ〜１１０ｋからの信号と、一般パイロット及びトラフィックチャネル変調器１０９からの信号とは、加算器１２２にて加算される。加算された結果の信号はアンテナ１２４を介して送信される。
【００２６】
図２は、一般パイロット変調器１００の実施形態例を示している。パイロットシンボルはデマルチプレクサ１５０に供給される。このパイロットシンボルは、この実施形態例において、全てが０のシーケンスである。デマルチプレクサ１５０は入力パイロットシンボルを点（１，１）、（１，−１）、（−１，１）、及び（−１，−１）からなる４点の配列に配置し、配置されたシーケンスを２つの出力１５７及び１５８上に出力する。出力１５７及び１５８上のシンボルストリームは、直交カバー器１５４及び１５６に供給される。ウォルシュ生成器１５２は直交カバーシーケンスを生成する。本実施形態例において、ウォルシュカバーシーケンスはウォルシュ（０）である。デマルチプレクサ１５０からのシンボルストリームは、直交カバー器１５４及び１５６に供給され、ウォルシュ生成器１５２により生成されたカバーシーケンスにより拡散される。
【００２７】
図３は、トラフィック変調器１０２及び１１４の実施形態例を示している。トラフィックデータは、ＣＲＣ及び末尾ビット生成器１６０に供給される。このＣＲＣ及び末尾ビット生成器１６０は、従来から知られている方法により冗長度符号チェック方式（ＣＲＣ）ビット及び末尾ビットを生成し、ＣＲＣ及び末尾ビットをトラフィックデータに付加する。ＣＲＣ及び末尾ビット生成器１６０からのビットは符号器１６２に供給される。符号器１６２はトラフィックデータ、付加されたＣＲＣ及び末尾ビットに対し、順方向エラー修正処理する。本発明は、畳み込み符号化及びターボ符号化（turbo coding）などの様々なエラー修正符号化方法を考慮に入れている。符号化されたシンボルはインタリーバ１６４に供給され、このインタリーバ１６４は所定の配列フォーマットにしたがってシンボルを再配列する。再配列されたシンボルは拡散器１６６に供給され、この拡散器１６６は、セキュリティー上の目的により、受信基地局及び送信基地局にのみ知られている擬似ランダムシーケンスを用いて再配置される。
【００２８】
拡散器１６６により再配置されたシーケンスは、デマルチプレクサ１６８に供給される。デマルチプレクサ１６８は、入力パイロットシンボルを点（１，１）、（１，−１）、（−１，１）、及び（−１，−１）からなる４点の配列に配置し、配列されたシーケンスを出力１６９及び１７１上に出力する。出力１６９及び１７１上のシンボルストリームは、直交カバー器１７２及び１７４に供給される。ウォルシュ生成器１７０は、特定の移動局使用者に搬送するために割り振られた直交カバーシーケンスを生成する。デマルチプレクサ１６８からのシンボルストリームは、直交カバー器１７２及び１７４に供給され、ウォルシュ生成器１７０により生成されるカバーシーケンスにより拡散される。
【００２９】
２．ピーク・平均率を減少させる位相回転
図４は、補助パイロット変調器１１２の実施形態を示している。この補助パイロット変調器１１２は、上記した、補助パイロットチャネルにおいてビットが累積して加えられる問題を解決する。本実施形態例において、全てが０のシーケンスであるパイロットシンボルは、デマルチプレクサ１８０に供給される。デマルチプレクサ１８０は入力パイロットシンボルを点（１，１）、（１，−１）、（−１，１）、及び（−１，−１）からなる４点の配列に配置し、配置されたシーケンスを出力１８１及び１８３上に出力する。出力１８１及び１８３上のシンボルストリームは直交カバー器１８６及び１８８に供給される。補助パイロットウォルシュ生成器１８２は、上記式（２）に記載されるように直交カバーシーケンスを生成し、直交拡散シーケンスを位相回転器１８４に供給する。
【００３０】
位相回転器１８４は補助パイロット拡散シーケンスを所定の位相値により回転する。本実施形態例において、位相回転器は、補助パイロット拡散シーケンスの位相を０°または１８０°で回転する。すなわち、位相回転器１８４は、カバーシーケンスを１または−１倍する。デマルチプレクサ１８０からのシンボルストリームは直交器１８６及び１８８に供給され、位相回転器１８４からのカバーシーケンスにより拡散される。１または−１のいずれかにより補助パイロットウォルシュ拡散関数全体の符号を変えることにより、補助パイロット信号は累積して加えられない。なお、位相回転の符号は、移動局がトラフィックデータをコヒーレントに復調できるように補助パイロットを用いる移動局に伝達されなければならない。
【００３１】
図６は、図４の補助パイロット生成器について記載したように生成された補助パイロット信号を用いて、トラフィックチャネル信号を受信及びコヒーレントに復調する受信機の構造を示している。信号は、アンテナ３００により受信され、受信機３０２に供給される。受信器３０２は、ＱＰＳＫ復調フォーマットにしたがって受信信号をダウンコンバートし、濾波し、増幅して、相関器３２６に結果を出力する。この相関器３２６は変更された補助パイロットチャネルを用いてトラフィックチャネルをコヒーレントに復調する。
【００３２】
相関器３２６ａにおいて、受信信号は複素共役乗算器３１０に供給される。複素共役乗算器３１０は擬似ランダム雑音シーケンスＰＮＩ及びＰＮＱにより信号を乗算し、受信信号をＰＮ逆拡散する。逆拡散された信号は、パイロット相関器３０８ａ，３０８ｂ及び乗算器３１４ａ，３１４ｂに供給される。補助パイロットウォルシュ生成器３０４及び位相回転器３０６は、補助パイロットウォルシュ生成器１８２及び図４の位相回転器１８４により生成される変更された補助パイロットシーケンスを生成するように動作する。補助パイロットウォルシュ生成器３０４は、上記式（２）に記載されるように直交拡散シーケンスを生成し、この直交拡散シーケンスを位相回転器３０６に供給する。位相回転器３０６は、補助パイロット拡散シーケンスを所定の位相値だけ回転する。本実施形態例では、位相回転器は、補助パイロット拡散シーケンスの位相を０°または１８０°回転する。すなわち、位相回転器３０６はカバーシーケンスを１または−１倍する。
【００３３】
パイロット相関器３０８ａ及び３０８ｂにおいて、受信信号は位相回転されたパイロットシーケンスにより乗算され、次に補助パイロットシーケンス長に累算され、その結果としての逆拡散されたパイロット信号ストリームが内積回路３２４に供給される。ウォルシュ生成器３１２は、ウォルシュトラフィックシーケンスを生成し、このウォルシュトラフィックシーケンスはトラフィックデータが移動局使用者をカバーするために用いられる。ウォルシュトラフィックシーケンスは、乗算器３１４ａ及び３１４ｂに供給され、この乗算器３１４ａ及び３１４ｂは受信した信号ストリームをウォルシュトラフィックシーケンスにより乗算する。３１４ａ及び３１４ｂにより生成されたシーケンスはアキュムレータ３１６ａ及び３１６ｂに供給される。アキュムレータ３１６ａ及び３１６ｂは、ウォルシュトラフィックの間隔中、生成されたシーケンスを累算する。累算により生成されたシーケンスは内積回路３２４に供給される。
【００３４】
内積回路３２４は、パイロット相関器３０８ａ及び３０８ｂからの逆拡散されたパイロット信号とアキュムレータ３１６ａ及び３１６ｂからの逆拡散されたトラフィックデータシーケンスとの内積を計算して、２つのスカラーデータシンボルを供給する。内積回路３２４の目的は、基地局から移動局への信号伝播が原因の位相エラーを除去することである。内積回路３２４を設計したり、使用したりすることは、当業者により理解され、U.S. Patent No. 5,506,865にてPILOT CARRIER DOT PRODUCT CIRCUITと題して詳説されており、本発明の譲受人に譲渡され、以下、参照することにより本発明に包含される。本実施形態例では、内積回路３２４は１つの多重化されたシンボルストリームを生成する。他の実施例では、この機能を２つの要素に分配して行うことができ、１つの要素は内積計算を行い、もう１つの要素は２つの結果ストリームを多重化する。
【００３５】
相関器３２６ｂ〜３２６ｍは相関器３２６ａについてした記載と同様の動作をするが、受信信号の異なる多重伝播経路成分上では行われない。異なる伝播経路を並行して復調すること、及び復調されたシンボルストリームを合成することは、上述したU.S. Patent No. 5,101,501及び5,109,390に詳説される。復調された信号の各推定値は、合成器３２８に供給され、合成されることにより、受信信号データの推定値を改善したものが供給される。合成器３２８からの改善された推定値信号は、逆拡散器３３０に供給される。逆拡散器３３０は、長ＰＮ符号シーケンスに従って信号を逆拡散する。この長ＰＮ符号シーケンスは、移動局使用者及び送信基地局または基地局にのみ知られている。長ＰＮ拡散信号は、デインタリーバ及び復号器３３２に供給される。デインタリーバ及び復号器３３２は、所定の再配置フォーマットに従ってシンボルを再配置し、ビタビ復号及びターボ復号フォーマットなどの順方向エラー訂正フォーマットに従って、再配置されたシンボルを復号する。
【００３６】
本発明の変形として、移動識別番号（mobile identification）とともに生成された擬似ランダム雑音シーケンスのようなランダムシーケンスを基準とした回転とすることができる。さらに、上記したように補助パイロットの静的（static）位相回転について記載したが、位相回転は動的（dynamic）とすることもできる。動的回転を実施する際、位相回転器１８４は動的に基づいて補助パイロットの位相を回転する。本実施形態例では、複数のフレームまたは１フレーム以下の間隔でも可能であるが、補助パイロットの位相はフレームごとを基本として回転する。この実施形態では、移動局は、位相を回転するために用いられるパターンについての情報を有し、このパターンは位相回転器３０６において、位相回転器１８４における位相回転パターンと同一の方法で繰り返される。
【００３７】
３．高ピークエネルギーシンボルのゲート制御
図５は、補助パイロット変調器１００の第２の実施形態例を示している。この補助パイロット変調器１００は、補助パイロットチャネルにおいて、累積してビットが加えられる上記問題を解決する。パイロットシンボルはデマルチプレクサ１９０に供給される。パイロットシンボルは、この実施形態において、全てが０のシーケンスである。デマルチプレクサ１９０は入力シンボルを点（１，１）、（１，−１）、（−１，１）、及び（−１，−１）からなる４点の配列に配置し、配置されたシーケンスを２つの出力１９１及び１９３上に出力する。出力１９１及び１９３上のシンボルストリームは直交カバー要素１９４及び１９６に供給される。補助パイロットウォルシュ生成器１９２は、上記式（２）に記載されるように直交カバーシーケンスを生成し、直交拡散シーケンスをウォルシュカバー器１９４に供給する。デマルチプレクサ１９０からのビットストリームは、補助パイロットウォルシュ生成器１９２により生成される補助パイロット拡散シーケンスにより拡散される。
【００３８】
拡散器１９４及び１９６からの拡散パイロットシンボルはゲート器２００及び２０２に供給される。累積して加えられることとなる単数または複数のビットがゲート要素２００及び２０２に供給されると、制御処理器１９８はゲート器２００及び２０２に信号を送信し、これによりゲート要素２００及び２０２は、累積して加えられる補助パイロットシンボルの電力を減少させる。本実施形態において、累積して加えられる補助パイロットシンボルの電力は０まで減少される。
【００３９】
図７は、図５の補助パイロット生成器について記載したように生成された補助パイロット信号を用いたトラフィックチャネル信号を、受信及びコヒーレントに復調する受信器の構造を示している。信号はアンテナ３５０により受信され、受信器３５２に供給される。受信器３５２は、受信信号をＱＰＳＫ復調フォーマットに従ってダウンコンバートし、濾波し、増幅して、相関器３５４に結果を出力する。この相関器３５４は変更された補助パイロットチャネルを用いてトラフィックチャネルをコヒーレントに復調する。
【００４０】
相関器３５４ａにおいて、受信信号は複素共役乗算器３５８に供給される。複素共役乗算器３５８は擬似ランダム雑音シーケンスＰＮＩ及びＰＮＱにより信号を乗算し、受信信号をＰＮ逆拡散する。このＰＮ逆拡散された信号は、シンボル挿入器３６２ａ，３６２ｂ及び乗算器３６４ａ，３６４ｂに供給される。挿入器３６２ａ及び３６２ｂは受信したデータストリームに電力の推定値を挿入する。この推定値は図５のゲート器２００及び２０２により減少されたものである。変更された受信信号は、パイロット相関器３７０ａ及び３７０ｂに供給される。
【００４１】
補助パイロットウォルシュ生成器３５６は、上記式（２）に示すように直交補助パイロット拡散シーケンスを生成し、パイロット相関器３７０ａ及び３７０ｂにこの直交拡散シーケンスを供給する。パイロット相関器３７０ａ及び３７０ｂにおいて、変更された受信信号は、補助パイロットシーケンスにより乗算され、次に補助パイロットシーケンス長に累算される。その結果としての逆拡散パイロット信号ストリームが内積回路３７８に供給される。ウォルシュ生成器３６０はウォルシュトラフィックシーケンスを生成する。このウォルシュトラフィックシーケンスは、トラフィックデータが移動局使用者をカバーするために用いられる。ウォルシュトラフィックシーケンスは乗算器３６４ａ及び３６４ｂに供給され、この乗算器３６４ａ及び３６４ｂは、受信した信号ストリームをウォルシュトラフィックシーケンスにより乗算する。乗算器３６４ａ及び３６４ｂからの生成シーケンスはアキュムレータ３７４ａ及び３７４ｂに供給される。アキュムレータ３７４ａ及び３７４ｂは、ウォルシュトラフィックの間隔中、生成シーケンスを累積する。この結果としての累積されたシーケンスは内積回路３７８に供給される。
【００４２】
内積回路３７８は、パイロット相関器３７０ａ及び３７０ｂからの逆拡散パイロット信号とアキュムレータ３７４ａ及び３７４ｂからの逆拡散トラフィックデータシーケンスとの内積を計算して、２つのスカラーデータストリームを供給する。ドット生成回路３７８の目的は、基地局から移動局への信号伝播が原因の位相エラーを除去することである。内積回路３７８を設計したり、使用したりすることは、当業者により理解され、U.S. Patent No. 5,506,865にてPILOT CARRIER DOT PRODUCT CIRCUITと題して詳説されており、本発明の譲受人に譲渡され、以下、参照することにより本発明に包含される。本実施形態例では、内積回路３７８は１つの多重化されたシンボルストリームを生成する。他の実施例では、この機能性を２つの要素に分配して行うことができ、１つの要素は内積計算を行い、もう１つの要素は２つの結果ストリームを多重化する。
【００４３】
相関器３５４ｂ〜３５４ｍは相関器３５４ａについてした記載と同様の動作をするが、受信信号の異なる多重伝播経路成分上では行われない。異なる伝播経路を並行して復調すること、及び復調されたシンボルストリームを合成することは、上述したU.S. Patent No. 5,101,501及び5,109,390に詳説される。復調された信号の各推定値は、合成器３８０に供給され、合成されることにより、受信信号データの推定値を改善したものが供給される。合成器３８０からの改善された推定値信号は、逆拡散器３８２に供給される。逆拡散器３８２は、長ＰＮ符号シーケンスにしたがって信号を逆拡散する。この長ＰＮ符号シーケンスは、移動局使用者及び送信基地局または基地局にのみ知られている。長ＰＮ拡散信号は、デインタリーバ及び復号器３８４に供給される。デインタリーバ及び復号器３８４は、所定の再配置フォーマットに従ってシンボルを再配置し、ビタービ復号及びターボ復号フォーマットなどの順方向エラー訂正フォーマットに従って、再配置されたシンボルを復号する。
【００４４】
４．擬似直交ベクトルに基づいた位相回転
１９９８年１２月９日のU.S. Patent No. 09/208,336の同時係属特許出願にて、METHOD AND APPARATUS FOR THE TRANSMISSION AND CONSTRUCTION OF BINARY QUASI-ORTHOGONAL VECTORSと題し、２値（バイナリ）擬似直交符号を生成する方法が開示されている。この出願は、本発明の譲受人に譲渡されており、以下、参照することにより本発明に包含される。１９９８年８月１７日のU.S. Patent No. 09/136,107の同時係属特許出願にて、METHOD AND APPARATUS FOR CONSTRUCTION OF QUASI-ORTHOGONAL VECTORSと題し、４値（クォータナリ）擬似直交ベクトルの生成方法が開示されている。この出願は、本発明の譲受人に譲渡されており、以下、参照することにより本発明に包含される。さらに、１９９８年９月４日のU.S. Patent No. 09/136,107及びU.S. Patent No. 09/148,100の一部継続出願にて、A METHOD AND APPARATUS FOR THE REFLECTION AND TRANSMISSION OF QUASI ORTHOGONAL VECTORSと題し、様々な長さのウォルシュ関数を用いたシステムにおける擬似直交ベクトルの使用が開示されている。この出願は、本発明の譲受人に譲渡されており、以下、参照することにより本発明に包含される。特に、上記特許出願により、擬似直交ベクトルは、より大きい擬似直交ベクトルから選択されたシンボルのサブブロックのための多様な長さのウォルシュ関数と最大に非相互相関される擬似直交ベクトルが示されている。このセクションの最後まで、上記した擬似直交ベクトルのための原理体系は述べない。こうすることによって、補助パイロットチャネルを用いた通信システムにおいてシンボルが累積して付加されることを減少させるという本発明の主要な趣旨から離れることを避けられる。擬似直交ベクトルを生成する任意の方法を用い、補助パイロットシンボルが累積して累積されることを最小限とすることができる。
【００４５】
上記した特許出願において、ＱＮの形態をした擬似直交関数が生成された場合、この擬似直交関数は、長さがＮのウォルシュ関数と最大に非相互相関されることが示されている。なお、Ｎは２ｎの形態をとる整数である。さらに、上記特許出願において、長さがＮ以下のウォルシュ関数は、擬似直交シーケンスのサブブロックと最大に非相互相関されることも示されている。
【００４６】
図１１Ａ〜図１１Ｅを参照して、長さの等しいウォルシュ関数及びこれより短いウォルシュ関数と関連された擬似直交シーケンスの相互相関特性が示される。図１１Ａにおいて、３２個のシンボルｑ１〜ｑ３２により構成される３２シンボル擬似直交Ｑ３２が示されている。図１１Ｂは、３２シンボルウォルシュ関数（Ｗ３２）を示している。Ｑ３２は、全３２シンボルウォルシュ関数（Ｗ３２）のセット上で最大に非相互相関されている。
【００４７】
図１１Ｃは２つの１６シンボルウォルシュ関数（Ｗ１６）を示している。これら１６シンボルウォルシュ関数は、Ｑ３２のサブブロック２つと最大に非相互相関されている。Ｑ３２の第１のサブブロックはシンボルｑ１〜ｑ１６により構成され、Ｑ３２の第２のサブブロックはシンボルｑ１７〜ｑ３２により構成される。Ｑ３２の２つのサブブロックは、１６シンボルウォルシュ関数Ｗ１６のセットと最大に非相互相関とされている。
【００４８】
図１１Ｄは４つの８シンボルウォルシュ関数（Ｗ８）を示している。これら８シンボルウォルシュ関数は、Ｑ３２のサブブロック４つと最大に非相互相関されている。Ｑ３２の第１のサブブロックはシンボルｑ１〜ｑ８により構成され、Ｑ３２の第２のサブブロックはシンボルｑ９〜ｑ１６により構成され、Ｑ３２の第３のサブブロックは、シンボルｑ１７〜ｑ２４により構成され、Ｑ３２の第４のサブブロックはシンボルｑ２５〜ｑ３２により構成される。Ｑ３２の４つのサブブロックは、８シンボルウォルシュ関数Ｗ８のセットと最大な非相互相関とされている。
【００４９】
図１１Ｅは８つの４シンボルウォルシュ関数（Ｗ４）を示している。これら４シンボルウォルシュ関数は、Ｑ３２のサブブロック８つと最大に非相互相関されている。Ｑ３２の第１のサブブロックはシンボルｑ１〜ｑ４により構成され、Ｑ３２の第２のサブブロックはｑ５〜ｑ８により構成され、Ｑ３２の第３のサブブロックはシンボルｑ９〜ｑ１２により構成され、Ｑ３２の第４のサブブロックはシンボルｑ１３〜ｑ１６により構成され、Ｑ３２の第５のサブブロックはシンボルｑ１７〜ｑ２０により構成され、Ｑ３２の第６のサブブロックはｑ２１〜ｑ２４により構成され、Ｑ３２の第７のサブブロックはシンボルｑ２５〜ｑ２８により構成され、Ｑ３２の第８のサブブロックはシンボルｑ２９〜ｑ３２により構成される。Ｑ３２の８つのサブブロックは、４シンボルウォルシュ関数Ｗ４のセットと最大に非相互相関されている。
【数３】
2010050985.tif 000005
【００５０】
上記式（４）により定義される補助パイロットを行列Ｐに入れると、以下のようになる。
【数４】
2010050985.tif 000006
【００５１】
式（５）により与えられる形態で行列Ｐを生成する理由は、この形態では行列Ｐの各列はウォルシュ関数だからである。
【００５２】
ベクトルＡが、補助パイロットＷｍ，iの位相回転を表す各ベクトルａiのための位相回転を含むように定義される場合、ピーク・平均率を減少させるための最適な位相回転を決定するには、以下のように与えられる行列ＡＰの各列の要素の合計を最小にする必要がある。
【数５】
2010050985.tif 000007
【００５３】
行列Ｐの列は全てウォルシュ関数なので、行列ＡＰの列の和を最小にすることとは、行列Ｐの列により表されるウォルシュ関数と最大に非相互相関されたベクトルＡを探すことである。上記したように、ウォルシュ関数のセットと最大に非相互相関されたベクトルは、擬似直交ベクトルまたはより大きい擬似直交ベクトルのサブブロックである。したがって、８つの補助パイロットが使用される場合、シンボルの累積を減少させるために最適な位相偏移は、８の長さを持つ擬似直交ベクトルのシンボル、またはより大きい擬似直交ベクトルのシンボルサブブロック８つによりもたらされる。
【００５４】
次に、ウォルシュ関数との相互相関特性を持つ擬似直交ベクトルを生成する方法を見る。擬似直交ベクトルは、直交ベクトルに付加されたベクトルである。擬似直交ベクトルは、直交ベクトルとの干渉をできるだけ少なくするため、全バイナリ２ｎベクトルスペース内の残存する符号ベクトルから選択される。詳しくは、擬似直交ベクトルは、０ではないとしても許容限度内の干渉のレベルとされるように選択される。
【００５５】
擬似直交ベクトルを選択するため、バイナリ（＋１／−１  アルファベット）マスクのための全２ｎベクトルスペース内でコンピュータ検索を実施することができる。マスクを直交ベクトルに適用し、擬似直交ベクトルである新しいベクトルのセットを形成できる。Ｍ個のマスク全てをウォルシュコードベクトルＷｎのセットに適用する場合、生成される擬似直交関数の数は、（Ｍ＋１）ｎである。マスクｍを符号ベクトルｗ∈Ｗｍに適用することは、マスクｍと直交符号ベクトルｗとを要素乗算することによる要素を含む。その目的は、以下に示す新たなコードベクトルを生成することである。
【数６】
2010050985.tif 000008
【００５６】
新たな符号ベクトルを使用することが原因の干渉をテストすることは可能であり、最低の相互相関をもたらす符号ベクトルを選択して擬似直交ベクトルのセットを供給できる。１つの直交ベクトルのセットから複数の擬似直交ベクトルのセットを生成するために、複数のこのようなマスク関数を見つけることができる。コンピュータ検索により見つかった擬似直交ベクトルと、混ざりあったメッセージ信号と、を相互に分離するために、擬似直交ベクトルは相互に直交である必要がある。直交セット内の少なくとも１つの符号ベクトルと擬似直交セット内の１つのベクトルとの間には、０ではない相互相関がある。
【００５７】
擬似直交ベクトルをｖとして、以下のように表される。
【数７】
2010050985.tif 000009
【００５８】
擬似直交ベクトルｖを選択する際に目指すことは、以下に示すものが最も小さいベクトルを選択することである。
【数８】
2010050985.tif 000010
【００５９】
これらの相互相関はベクトル間の分離した量を図るために有用であるため、２つの符号ベクトルｘとｙとの間の正常化された相互相関は、以下のように定義される。
【数９】
2010050985.tif 000011
【００６０】
２つの直交ベクトルの相互相関は０である。相互相関の絶対値が少ないと、直交ベクトルと混合したメッセージ信号と、擬似直交ベクトルと混合したメッセージ信号と、がよりよく分離される結果となる。よりよく分離されることは、復号の際の信号間の干渉が少なくなる結果となる。
【００６１】
ｎが２のべきである場合、直交ベクトルとこれらに対応する擬似直交ベクトルとの平均平方の相互相関は１／ｎである。相互相関の絶対値の下界は、値１／√ｎにて示される。この量は、ホルツマン下界（Holtzman lower bound）と称される。ｎが偶数の２のべきの場合、下界を満たすマスクが発見される。しかし、ｎが奇数の２のべきの場合、この境界は同一性を満たさない。後者の場合、最も小さい相互相関は√２／√ｎである。このため、コンピュータ検索技術を用いた奇数の２のべきの場合、擬似直交ベクトルの干渉は、理論上の限界の√２倍である。
【００６２】
本発明の信号送信方法において、マスクｍを構成し、このマスクを擬似直交符号ベクトルを生成するために直交符号ベクトルに適用する。この場合、このマスクは、４つの位相または４相位相偏移キー（ＱＰＳＫ）マスクの場合にしたがって、マスクｍは、２つではなく４つの要素｛±１，±ｊ｝のアルファベットを有する。ここで、ｊ＝√−１は虚数の１のべき根である。本発明の信号送信方法には、メッセージ信号を送信する際、２つのマスクｍが必要な場合もあることは理解される。２つのマスクのうち一方は、位相（Ｉ）チャネルに使用し、もう一方は位相（Ｑ）以外で使用可能である。
【００６３】
本発明の送信方法を実行するため、線形フィードバック循環けた移動（ＬＦＳＲ）を用いて新たなマスクｍを生成できる。２ｋアレイＬＦＳＲシーケンスｓ［ｔ］は、シンボル｛０，１，…，２ｋ−１｝を有するシーケンスである。ここで、ｋは２値の場合は値１に限定され、４値の場合、値２に限定される。シーケンスは、以下の形態の線形繰り返し関係を満たす。
【数１０】
2010050985.tif 000012
【００６４】
ここで、ｒ≧１は、反復の程度である。定数ｃiはセット｛０，１，…，２ｋ−１｝に属し、ｃｒ≠０である。このタイプのシーケンスｓ［ｔ］は特性多項式である。
【数１１】
2010050985.tif 000013
【００６５】
ｋが１の場合、シーケンスｓ［ｔ］は、周期が２ｒ−１以下の周期性を有する。シーケンスｓ［ｔ］の周期が最大値である２ｒ−１に達した場合、ｓ［ｔ］の特性多項式は原理多項式として定義され、シーケンスｓ［ｔ］はｍシーケンスである。このタイプのシーケンスは、S.W.GolombのShift Register Sequence, Holden Day, San Francisco, CA 1967にて教授される。 
符号Ｃ’は、ｍシーケンスの１周期及び各循環けた移動の１周期を含む。したがって、符号Ｃ’の大きさは２ｒ−１である。符号Ｃ’内の各符号語に０ビットを付加することにより、符号Ｃ’を拡張できる。各符号語のビット位置と同じ位置に０が付加される。このように全てが０のベクトルを含むことにより、符号Ｃ’から符号行列Ｃが形成される。
【数１２】
2010050985.tif 000014
【００６６】
次に、置換行列アルゴリズム５１０のブロック１４に示すように、行列Ｗのサブ行列Ｍが形成される。サブ行列Ｍは、ｒ行と２ｒ列を有する。サブ行列Ｍを形成するため、ｒ行と２ｒ−１列を有する中間サブ行列Ｍ’が形成される。サブ行列Ｍ’は、全てが０の列を、サブ行列Ｍに付加することにより形成される。サブ行列Ｍ’の第１行は、符号Ｃを構成するのに用いられたｍシーケンスのいかなる循環けた移動であってもよい。第１行に続く、サブ行列Ｍ'のｒ−１行は、第１行から始まる各ケースにおいて、１単位時間ごとの連続した偏移である。サブ行列の各列は、性質が異なる。
【数１３】
2010050985.tif 000015
【００６７】
ｋ＝２であり、したがってシーケンスが４値のアルファベットを有する場合、ファミリＡとして知られるシーケンスが決定される。このファミリＡシーケンスは例えばS.Boztas, P.V. Kumar, R, Hammons, 4-Phase Sequences with Near-Optimum Correlation Properties, IEEE Transactions on Information Theory, IT-38 NO.3(May 1992), pp1101-1103にて教授される。ファミリＡシーケンスを得るため、Ｃ（ｙ）を、ｒ度の２値の原理多項式とする。セット｛０，１，２，３｝内の定数を有する多項式ｇ（ｘ）は、以下に示すように多項式ｃ（ｘ）からリフト（lift）される。
【数１４】
2010050985.tif 000016
【００６８】
このように２値の多項式ｃ（ｘ）から４値の多項式ｇ（ｘ）へとリフトすることは、多項式のヘンゼルリフトの特殊なケースである。例えば、B, R, MacDonald, "Finite Rings with Identity," Marcel Dekker, Inc., New York, 1974を参照のこと。特性多項式ｇ（ｘ）を有するＬＦＳＲシーケンスは、ファミリＡシーケンスとして定義される。このシーケンスは周期２ｒ−１を有する。
【００６９】
図１０を参照して、擬似直交マスク生成アルゴリズム６５０が示される。擬似直交マスク生成アルゴリズム６５０を用いて、長さ２ｒの擬似直交ベクトルを形成するための４位相マスクを形成できる。このマスク生成アルゴリズム６５０において、ｒ度の２値の原理多項式ｃ（ｘ）が、ブロック６５２にて生成される。原理多項式ｃ（ｘ）を特性多項式として用いて、ブロック５６に示すようにｍシーケンスの１周期が構成される。
【数１５】
2010050985.tif 000017
【００７０】
次に、マスク生成アルゴリズム６５０のブロック６５２において得られた原理多項式ｃ（ｘ）に対しヘンゼルリフトを行い、上記したように多項式ｇ（ｘ）を生成する。ヘンゼルリフトの動作はブロック６７２にて示される。ブロック６７８に示すように、特性多項式としての多項式ｇ（ｘ）を有するファミリＡの１周期が生成される。ファミリＡのシーケンスの１シーケンスが選択される。この選択されたシーケンスは、１〜３と等しい少なくとも１つのシンボルを有するファミリＡシーケンスのうちの任意の１つである。
【００７１】
長さが（２ｒ−１）のベクトルＮ’が構成される。このベクトルＮ’は，ブロック６７８に従って選択されたファミリＡシーケンスの１周期から構成される。ベクトルＮ’の最初のビット位置に０ビットを付加することにより、長さ２ｒのベクトルＮが形成される。次に、ブロック７０に示すように、ブロック６６６にて見つけられた置換Ｐを用いて、ベクトルＮを列置換する。置換された符号語は、本発明の方法に従って擬似直交ベクトルを生成するためのマスクとして使用される。このように生成された擬似直交ベクトルは、（＋１，−１，＋ｊ，−ｊ）へのシンボル配置とともに使用することができる。長さ１２８ウォルシュ符号の間、全１２７のマスクをこのような方法で生成できる。擬似直交マスクアルゴリズム６５０に従って生成された２つのマスクは、表１に示される。
【表１】
2010050985.tif 000018
【００７２】
次に、上記したようにして得られたマスク関数をさらに処理（置換）する。この処理により、マスク関数は、同一の長さのウォルシュ符号と最適な相互相関を保持しつつ、ファットパイプ（fat pipe）または直交可変長関数を使用するためのより短いウォルシュ符号と最適に相互相関する。直交可変長シーケンスは当業者により周知であり、U.S. Patent No.5,751,761, にてSYSTEM AND METHOD FOR ORTHOGONAL SPREAD SPECTRUM SEQUENCE GENERATION IN VARIABLE DATA RATE SYSTEMSと題して、詳説され、TIAのcdma2000 Candidate Submission ｚto the ITU にてさらに開示されている。
【００７３】
長さが固定された（マスク関数と同じ長さ）ウォルシュ符号との最適な相互相関を失うことなく、上記したように得られたマスク関数に置換のセットの例を供給するため、ウォルシュ符号は１次のリードマラー符号のサブ符号であることに注意する。したがって、同じ長さの１次のリードマラー符号の自動変換グループ内からのいかなる置換を、これらの変換されていない同じ長さのウォルシュ符号との相互相関の最大絶対値を残すマスク関数に適用できる。これらの置換を系統立てて適用し、ファットパイプ使用に最適な新しいマスク関数を得られる。
【００７４】
ｎ（ｎは２のべきの整数）をマスク関数の長さとする。本発明の説明のため、長さが２ｍ・Ｌのブロックｂ＝［ｂｔ＋１，ｂｔ＋２，…，ｂｔ＋Ｌ］を考える。ここでＬ（Ｌ≧４）は、２のべきの整数であって、各サブブロックｂｔ＋１（１≦ｉ≦Ｌ）は、同じ長さ２ｍのチップを有する。ここで、ｍ（≧０）は整数である。以下の式（１４）に示すブロックを、パラメータｍを伴うブロックｂのリフレクション（reflection）と称する。
【数１６】
2010050985.tif 000019
【００７５】
ｖ＝［ｖ１，…，ｖｎ］をマスク関数とする。０≦ｍ≦log２ｎであるｍは整数とする。したがって、ｖは長さ２ｍのサブブロックについて、以下に示すように表される。
【数１７】
2010050985.tif 000020
【００７６】
ｒ（４≦ｒ≦ｎ）は、２のべきとする。以下の式（１５）に示すベクトルは、パラメータ（ｍ，ｒ）を伴うｖの総リフレクション（Total Reflection）と称する。
【数１８】
2010050985.tif 000021
【００７７】
以下に示すステップを用いて、ファットパイプの使用に最適なＱＯＦを与えるマスク関数を構成する。
【００７８】
１）上記したように構成される４位相マスク関数ｖ（１）から始める。この関数は長さがｎのウォルシュ符号との相互相関特性が最適である。
【００７９】
２）ｋが１に初期化され、ｖ（１）の長さ２ｋのサブブロックが、長さ２のウォルシュ符号と最適に相互相関しているか否かをチェックする。
【００８０】
ａ）ｖ（１）が長さ２のウォルシュ符号と最適に相互相関している場合、ｖ（ｋ＋１）＝ｖ（１）、ｋ＝ｋ＋１とし、（３）へ行く。
【００８１】
ｂ）ｖ（１）が長さ２のウォルシュ符号と最適に相互相関していない場合、ある値ｒ＝ｒ’，ｖ（ＴＲ）（０，ｒ’）まで、選択可能なｒ（２のべきの整数）、４≦ｒ≦ｎ、が長さ２のウォルシュ符号と相互相関しているかをテストする。次に、ｖ（ｋ＋１）＝ｖ（ＴＲ）（０，ｒ’），ｋ＝ｋ＋１とし、（３）に行く。
【００８２】
（３）ｖ（ｋ）の長さ２ｋのサブブロックが、長さ２ｋのウォルシュ符号と最適に相互相関しているか否かをチェックする。
【００８３】
ａ）ｖ（ｋ）が、長さ２ｋのウォルシュ符号と最適に相互相関している場合、ｖ（ｋ＋１）＝ｖ（ｋ），ｋ＝ｋ＋１とする。ｋ＝log２ｎの場合、（４）に行き、そうでなければループ（３）をもう一度繰り返す。
【００８４】
ｂ）ｖ（ｋ）が、長さ２ｋのウォルシュ符号と最適に相互相関していない場合、ある値ｒ＝ｒ’’，ｖ（ＴＲ）（２ｋ−１，ｒ’’）まで、選択可能なｒ、２ｋ≦ｒ≦ｎ、が長さ２ｋのウォルシュ符号と相互相関しているかをテストする。次に、ｖ（ｋ＋１）＝ｖ（ＴＲ）（２ｋ−１，ｒ’’），ｋ＝ｋ＋１とする。ｋ＝log２ｎの場合、（４）に行き、そうければループ（３）をもう一度繰り返す。
【数１９】
2010050985.tif 000022
【００８５】
なお、ファットパイプの使用のための最適なマスク関数を得るため、ステップ３のlog２ｎ−１までの繰り返しの総和が必要な場合がある。
【００８６】
これらのステップを用い、ファットパイプ使用のための最適なＱＯＦを得ることができる。これらのステップは上記したように与えられた長さ１２８のマスク関数のための２例に対しても実行された。以下は、最適なファットパイプである、得られた２つのマスク関数である。
【数２０】
2010050985.tif 000023
【００８７】
上記マスクを４５度回転し、ポイント＝｛±１±ｊ｝の配置を得て、上記したものに対応する対応Ｉチャネル及びＱチャネルＱＯＦマスクは、以下（１６進数で示す）のようになる。
【数２１】
2010050985.tif 000024
【００８８】
再び、このマスクを４５度回転し、ＩＳ−９５Ｃ配置ポイント＝｛±１±ｊ｝を得て、上記したものに対応する対応Iチャネル及びＱチャネルＱＯＦマスクは、以下（１６進数法で示す）のようになる。
【数２２】
2010050985.tif 000025
【００８９】
長さ２５６までの可変長ウォルシュ符号のための最適なファットパイプである、本発明に示される方法を用いて、以下に示す長さ２５６の２つのマスクはＱＯＦマスクの例をもたらす。
【数２３】
2010050985.tif 000026
【００９０】
上記マスクを４５度回転し、ＩＳ−９５Ｃ配置ポイント＝｛±１±ｊ｝を得て、上記したものに対応する対応Ｉチャネル及びＱチャネルＱＯＦマスクは、以下（１６進数法で示す）のようになる。
【数２４】
2010050985.tif 000027
【００９１】
再び、上記マスクを４５度回転し、配置ポイント＝｛±１±ｊ｝を得て、上記したものに対応する対応Ｉチャネル及びＱチャネルＱＯＦマスクは、以下（１６進数法）のようになる。
【数２５】
2010050985.tif 000028
【００９２】
上記したように、補助パイロットチャネルを生成するために用いられるウォルシュ関数と最大に相互相関された擬似直交ベクトルのセットを生成できる。上記方法により複素擬似直交関数を生成する。本発明においては、複素擬似直交関数のほんの一部分を用いて補助パイロットの位相を決定する。補助ウォルシュ関数に対する相互相関特性のため、これらの擬似直交関数を用いて、大変効率的な方法でピーク・平均率を最小にできる。この第３の実施形態は、実際は第１の実施形態を最適化したものである。位相回転は擬似直交関数に従って選択され、位相回転は補助パイロットチャネルを単に１８０°及び０°回転することである。
【００９３】
図８は、補助パイロット１００の第３の実施形態であり、補助パイロットチャネルにおいてビットが累積して加えられるという上記問題を解決する。本実施形態例で全てが０のシーケンスであるパイロットシンボルがデマルチプレクサ４８０に供給される。デマルチプレクサ４８０は、入力パイロットシンボルを（１，１），（１，−１），（−１，１），及び（−１，−１）からなる４つの点に配置し、配置されたシーケンスを２つの出力４８１，４８３上に出力する。４８１，４８３上のシンボルストリームは直行カバー器４８６，４８８に供給される。補助パイロットウォルシュ生成器４８２は上記式（２）に示すように直交カバーシーケンスを生成し、直交拡散シーケンスを位相回転器４８４に供給する。
【００９４】
位相回転器４８４は、補助パイロット拡散シーケンスを値＋１または−１により乗算する。この値は、所定の擬似直交拡散シーケンスに従って決定される。擬似直交拡散関数生成器４８８は、上記したように擬似直交拡散関数を生成する。本実施形態例では、擬似直交拡散関数生成器４８８は、補助パイロットシーケンスと同じ長さまたは同じシンボル数の擬似直交関数を生成する。したがって、補助パイロットシーケンスの長さが２５６の場合、擬似直交拡散関数生成器４８８はシンボルが２５６の擬似直交関数を生成する。
【００９５】
擬似直交拡散関数生成器４８８は擬似直交関数をデマルチプレクサ４９０に供給する。デマルチプレクサは、シーケンスから（値が＋１または−１の）１ビットを減算し、このビットを位相回転器４８４に供給する。位相回転器４８４は擬似直交関数からのシンボルに従って、補助パイロットチャネルシーケンスを擬似直交関数生成器デマルチプレクサ４９０により単に乗算することにより、補助パイロットシーケンスの位相を変化させる。デマルチプレクサ４９０は、擬似直交拡散関数生成器からの擬似直交関数と異なるシンボルを各補助パイロット生成器に供給する。
【００９６】
本発明の第１の実施形態について記載したのと同様にして、擬似直交関数に従って、位相回転された補助パイロットチャネルを用いて復調することができる。
【００９７】
５．擬似直交関数からの補助パイロット信号
上記記載において、補助パイロット信号は、ウォルシュ関数から構成した。本発明は、擬似直交関数または連結した擬似直交関数及びそれらの補関数から構成されるウォルシュ関数の場合にも適用できる。上記各実施形態は、擬似直交関数から発生した補助パイロットのシンボルが累積して加えられることを防止することに直接適用される。
【００９８】
上記した方法は、擬似直交関数の完全なセットを生成するための方法を提供する。したがって、補助パイロットが擬似直交関数から生成される場合、同じまたは異なる擬似直交関数を単に用いることによって、上記したように、シンボルの累積が最小となる最適な位相回転を得る。
【００９９】
上記記載の好適な実施形態が提供され、当業者が本発明を構成し、実施できる。これらの実施形態を種々に改善することは、当業者にとって明らかであり、ここに定義される包括的な原理を、発明の能力を用いることなく他の実施形態に適用してもよい。したがって、本発明はここに示す実施形態に限定されるものではなく、開示された新規な特徴及び原理の最も広い範疇と一致する。
【図１】
2010050985.tif 000029
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010050985.tif 000035
【図８】
2010050985.tif 000036
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2010050985.tif 000039
【手続補正書】
【提出日】平成21年10月22日(2009.10.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイロット信号を受信する手段と、
前記パイロット信号に減少されたシンボルエネルギーを挿入し、前記パイロット信号の改善された推定値を供給する手段と、
トラフィック信号を受信する手段と、
前記パイロット信号の前記改善された推定値に従って前記トラフィック信号を変調する手段と、
を具備する移動局。
【請求項２】
基地局において、
パイロット信号を受信する工程と、
前記パイロット信号内の減少されたシンボルのエネルギーの推定値を前記パイロット信号に挿入し、前記パイロット信号の改善された推定値を供給する工程と、
トラフィック信号を受信する工程と、
前記パイロット信号の前記改善された推定値に従って前記トラフィック信号を復調する工程と、
を具備する、シンボルの累積を減少させるために前記パイロット信号において選択されたシンボルのエネルギーを減少させる、基地局からの信号を受信する方法。
【外国語明細書】
2010050985000001.pdf